JPH079064U - ファンモータの防塵構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 固定子５を固定したハウジング２と、固定子
５に空隙を介して対向する回転子４と、回転子４に固定
したボス６１を有するファン６とを備えたファンモータ
の防塵構造において、遠心力によって内径が拡大してハ
ウジング２とボス６１との間に空隙を形成する弾性体か
らなるシールリング８をボス６１に設け、ハウジング２
とボス６１とシールリング８とによりハウジング２とボ
ス６１との間にラビリンス７を形成したものである。 【効果】 外気とともに侵入する粉塵を防ぎ、粉塵のあ
る環境下でも長寿命となるとともに、冷却効果が高いフ
ァンモータを提供できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、粉塵のある雰囲気中で使用される冷却ファンを駆動するファンモー タの防塵構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、冷却ファンを駆動するファンモータは、例えば図６に示すように、モー タ１のカップ状のハウジング２の端面から内側に主軸３を突出させて固定してあ る。主軸３には軸受３１を介して回転子４を設け、回転子４の外周面に空隙を介 して内周面が対向するようにハウジング２の内周に固定子５を固定してある。回 転子４にはファン６のボス６１を固定し、ボス６１とハウジング２とが対向する 面にはラビリンス７を設けて、ボス６１とハウジング２の間から粉塵や水滴が侵 入するのを防いでいる（例えば、実開平２−９１４５６号）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、従来技術では、モータが加速および定常回転の時、モータ内部の空 気は、遠心力によりラビリンスなどの固定部とファンのボスなどの回転部との間 の隙間から外部に吐き出されたり、ファンブレードにより発生する空気の流れに よって隙間から吸い出されたりする。その結果、モータ内部はモータ外部より圧 力が低下する。 モータが減速から停止する時は、モータ内部の空気に作用する遠心力が弱く、 更には遠心力が作用しなくなって、モータ内部の空気が吐き出されなくなると共 に、ファンブレードによる吸い出し作用もなくなる。 そのため、モータの内部とモータの外部との圧力のバランスが崩れ、モータの 外部の空気が固定部と回転部の間の隙間を通り、モータの内部に侵入する。この とき、モータの内部に侵入する空気と共に粉塵が侵入し、モータの内部の巻線に 付着して絶縁不良を引き起こす原因となったり、軸受の内部に侵入して潤滑機能 を低下させて、ファンモータの寿命の低下を招くという問題点があった。 また、防塵のためにモータの内部には外気から冷却空気を積極的に取り入れて 循環させることが難しく、そのため、モータ内部の温度が上昇し、回転子を支持 する軸受の寿命が低下したり固定子巻線の絶縁劣化を起こしたりすることがあっ た。 本考案は、ファンモータの減速および停止時には、固定部と回転部の間の隙間 が完全なシール構造になるようにして、粉塵のある環境下でも長寿命となるファ ンモータを提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記問題を解決するため、本考案は、固定子を内側に設けたハウジングと、前 記固定子に空隙を介して対向する回転子と、前記回転子に固定したボスを有する ファンと、前記ハウジングと前記ボスとの間に設けたラビリンスとを備えたファ ンモータの防塵構造において、前記ラビリンスを、前記ボスに設けた遠心力によ って内径が拡大して前記ハウジングと前記ボスとの間に空隙を形成する弾性体か らなるシールリングと、前記ハウジングと、前記ボスとにより形成したものであ る。 また、前記ラビリンスを、前記ファンのボスと前記ハウジングとが互いに対向 する一方または両方の面に設けたリング溝と、前記リング溝の底部に装着したエ レクトレット繊維からなる集塵体と、前記集塵体に空隙を介して対向するシール リングとにより形成したものである。 また、前記ハウジングにフィルタを装着した外気導入孔を設けたものである。 また、前記外気導入孔を前記ファンによって生じる空気の流れの排気側に設け 、フィルタを装着した内気排出孔を前記ファンの吸気側のボス外周に設けたもの である。

【０００５】

【作用】

上記手段により、モータの回転時は、モータハウジングとファンのボスとの間 にラビリンス形状を形成するシールリングが遠心力により変形して、シールリン グとハウジングの外周面との間を非接触状態に維持し、停止時は遠心力の消滅に よりシールリングとハウジングの外周面との間をシール状態にするので、モータ の内部に空気と共に粉塵が侵入することがなくなる。 また、前記ラビリンス形状を形成するリング溝の底部に設けたエレクトレット 繊維からなる集塵体によって、ラビリンスの中に入り込んだ比較的小さな粒径の 粉塵を吸引捕集するので、モータ内部への粉塵の侵入を防ぐことができる。 また、ハウジングにフィルタを装着した外気導入孔により、モータ内部の空気 の圧力は回転時と減速・停止時とに大きな差が生じることがなく、モータの減速 ・停止時の圧力低下による空気の流入がなくなるので、減速・停止時のモータ内 部への空気の流入に伴う粉塵の侵入を防ぐことができる。 また、ファンの回転で生じる空気の流れによって排気側のハウジング端面付近 の空気圧は大気圧となり、一方、ファンの吸気側のボス外周面付近の空気圧は負 圧となる。したがって、空気の圧力差により排気側のハウジング端面に設けた外 気導入孔から空気が入り、モータ内部を冷却して内気排出孔から排出され、モー タの内部の冷却効果が高まる。

【０００６】

【実施例】

以下、本考案を図に示す実施例について説明する。 図１は本考案の第１の実施例を示す側断面図である。図において、モータ１の カップ状のハウジング２の端面から内側に主軸３を突出させて固定し、主軸３に は軸受３１を介して回転子４を設け、回転子４の外周面に空隙を介して内周面が 対向するようにハウジング２の内周に固定子５を固定し、回転子４にはファン６ のボス６１を固定した構成は、図４に示した従来例とほぼ同じ構成である。 従来例と異なる点は次の点である。すなわち、ハウジング２の外周面に突出す る円周方向に伸びるシールリング２１とハウジング２の端面部２２との間にリン グ溝２３を設けてある。ボス６１の端面には、軸方向に突出し、かつリング溝２ ３の中に端部８１が入り込むシールリング８を固定して、リング溝２３とシール リング８によりラビリンス７を形成してある。 シールリング８は、ゴムなどの弾性体からなり、ファン６が減速・停止する時 は、端部８１がリング溝２３の底部２４に接触し、粉塵が入らないようにしてあ り、ファン６が回転している時は、遠心力により端部８１が外側に押し出されて 内径が拡大し、端部８１と底部２４は非接触状態となり、摩擦が生じないように してある。 このため、モータ１の減速・停止時は、図２（ｂ）に示すように、シールリン グ８の端部８１とリング溝２３の底部２４が接触して、ハウジング２とボス６１ との間をシールし、モータ内部に粉塵が侵入することを防いでいる。 モータ１の定常回転時は空気の流れによってモータ内部から外部に空気が排出 されて、原理的に粉塵がモータ内部に侵入しないが、モータ１の定常回転時は、 シールリング８が遠心力により外径方向に引っ張られて内径が拡大し、図２（ａ ）に示すように、シールリング８の端部８１とリング溝２３の底部２４との間に は隙間ができ、非接触状態となるのでシールリング８の摩耗を防ぐことができる 。

【０００７】 図３は第２の実施例を示す側断面図で、基本的構成は第１の実施例とほぼ同じ であるが、ボス６１の端面に軸方向に開口するリング溝６２を設け、リング溝６ ２の底部６３には、エレクレット繊維からなる不織布または織布で構成した集塵 体９を接着等により装着してある。ハウジング２の外周には軸方向に突出してリ ング溝６２に挿入し得るシールリング２１を設け、シールリング２１の先端がリ ング溝６２の中に装着した集塵体９との間に僅かな隙間をあけて対向するように してある。また、シールリング２１とハウジング２の外周面との間に形成された リング溝２３の底部にも集塵体９を装着して、リング溝６２の側部の先端に形成 したシールリング６４と集塵体９との間に僅かな隙間をあけて対向させ、シール リング２１、リング溝２３および６２によりラビリンス７を形成してある。 このため、モータ１の減速・停止時に、シールリング２１とリング溝６２との 間の隙間からモータの内部に侵入する空気と共に侵入する粉塵のうち、比較的大 きい粒径の粉塵はラビリンス形状によって阻止され、比較的小さい粒径の粉塵は 、リング溝６２内の集塵体９のエレクトレット繊維に接近して吸引捕集され、モ ータ内部への粉塵の侵入を阻止することができる。 なお、集塵体９を構成するエレクトレット繊維の作用について説明すると、、 エレクトレット繊維は、１２０℃で２ｋＶの高電界中で帯電分極させることによ り、繊維断面の半分が正（＋）に、他の半分が負（−）に永久帯電したポリプロ ピレン樹脂で構成されている。 粉塵がエレクトレット繊維に接近すると、正または負に帯電した粉塵の荷電粒 子にはエレクトレット繊維の静電気力によりクーロン力が作用し、粉塵の無電荷 の中性粒子には誘起力が作用してエレクトレット繊維に吸引捕集される。 集塵体９をエレクトレット繊維の帯電した正と負の方向がランダムになるよう にエレクトレット繊維を配列した不織布または織布に構成することにより、荷電 粒子が正負にかかわらず捕集され、捕集された荷電粒子および中性粒子を帯電し た粉塵は永久にエレクトレット繊維に吸引され続ける。 なお、エレクトレット繊維はポリプロピレン樹脂に限るものではなく、ポリエ ステルやポリフッ化ビニリデン樹脂等の帯電分極するものであればよい。

【０００８】 図４は第３の実施例を示す側断面図で、基本的構成は第１および第２の実施例 とほぼ同じ構成であるが、ファン６から離れた位置にあるハウジング２の端面に 外気導入孔２５を設け、外気導入孔２５には防塵用のフィルタ２６を装着してあ る。 この構成により、ファンモータの減速・停止時も回転中も、外気導入孔２５か ら外気が出入りできるので、ファンモータの回転、停止にかかわらずモータ内部 の圧力が大きく変動することはなく、ファンモータの停止時にかけて圧力の低下 による外気の流入および外気の流入に伴う粉塵の侵入が少なくなる。 図５は第４の実施例を示す側断面図で、基本的構成は前記実施例とほぼ同じで あるが、ファン６によって流れる空気の排気側のモータ１の端面に相当するハウ ジング２に、外気導入孔２５を設け、外気導入孔２５にはフィルタ２６を装着し てある。ファン６のボス６１の吸気側外周には内気排出孔６５を設け、内気排出 孔６５にはフィルタ６６を装着してある。 この構成により、モータ１の回転中のファン６付近の空気の圧力は、一点鎖線 で示すように、外気導入孔２５付近は大気圧となり、内気排出孔６５付近は負圧 となるので、外気導入孔２５と内気排出孔６５との圧力差により外気導入孔２５ から外気がモータ内部に流入し、固定子、回転子および軸受を冷却して、モータ 内部に発生した熱を奪って内気排出孔６５から外部に排出される。 また、外気導入孔２５から常に外気が出入りできるので、モータ内部の圧力は 回転時も減速・停止時もほぼ一定となって、ファンモータの停止時にかけて圧力 の低下による外気の流入および外気の流入に伴う粉塵の侵入が少なくなる。

【０００９】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、モータの減速・停止時にモータ内部の圧 力の低下を防ぎ、または圧力の低下による外気の流入を防ぐようにしてあるので 、外気とともに侵入する粉塵を防ぎ、粉塵のある環境下でも長寿命となるととも に、冷却効果が高いファンモータを提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示す側断面図である。

【図２】本考案の第１の実施例の動作中の状態を示す要
部側断面図である。

【図３】本考案の第２の実施例を示す側断面図である。

【図４】本考案の第３の実施例を示す側断面図である。

【図５】本考案の第４の実施例を示す側断面図である。

【図６】従来例を示す側断面図である。

【符号の説明】

１ モータ、２ ハウジング、２１ シールリング、２
２ 端面部、２３ リング溝、２４ 底部、２５ 外気
導入孔、２６ フィルタ、３ 主軸、４ 回転子、５
固定子、６ ファン、６１ ボス、６２ リング溝、６
３ 底部、６４シールリング、６５ 内気排出孔、６６
フィルタ、７ ラビリンス、８ シールリング、８１
端部、９ 集塵体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 砂原 賢治 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定子を内側に設けたハウジングと、前
   記固定子に空隙を介して対向する回転子と、前記回転子
   に固定したボスを有するファンと、前記ハウジングと前
   記ボスとの間に設けたラビリンスとを備えたファンモー
   タの防塵構造において、前記ラビリンスを、前記ボスに
   設けた遠心力によって内径が拡大して前記ハウジングと
   前記ボスとの間に空隙を形成する弾性体からなるシール
   リングと、前記ハウジングと、前記ボスとにより形成し
   たことを特徴とするファンモータの防塵構造。
2. 【請求項２】 前記ラビリンスを、前記ファンのボスと
   前記ハウジングとが互いに対向する一方または両方の面
   に設けたリング溝と、前記リング溝の底部に装着したエ
   レクトレット繊維からなる集塵体と、前記集塵体に空隙
   を介して対向するシールリングとにより形成した請求項
   １記載のファンモータの防塵構造。
3. 【請求項３】 前記ハウジングにフィルタを装着した外
   気導入孔を設けた請求項１または２記載のファンモータ
   の防塵構造。
4. 【請求項４】 前記外気導入孔を前記ファンによって生
   じる空気の流れの排気側に設け、フィルタを装着した内
   気排出孔を前記ファンの吸気側のボス外周に設けた請求
   項３記載のファンモータの防塵構造。